[建模]网络流最大流量最小费用

[建模]网络流最大流量最小费用

[建模]网络流最大流量最小费用
  1 #include<iostream>
  2 #include<cstdio>
  3 #include<string>
  4 #include<cstring>
  5 #include<map>
  6 #include<set>
  7 #include<vector>
  8 #include<queue>
  9 #include<algorithm>
 10 #include<cmath>
 11 #include<list>
 12 using namespace std;
 13 typedef long long ll;
 14 const int INF=0x7fffffff;
 15 const int N=100000+100;
 16 const int M=9999999;
 17 const ll mod=1000000000+7;
 18 const int maxn = 1000 + 10;
 19 struct edge
 20 {
 21     int u, v, c, f, cost;
 22     edge(int u, int v, int c, int f, int cost):u(u), v(v), c(c), f(f), cost(cost){}
 23 };
 24 vector<edge>e;
 25 vector<int>G[maxn];
 26 int a[maxn];//找增广路每个点的水流量
 27 int p[maxn];//每次找增广路反向记录路径
 28 int d[maxn];//SPFA算法的最短路
 29 int inq[maxn];//SPFA算法是否在队列中
 30 int n=5, m=7;
 31 void init(int n)
 32 {
 33     for(int i = 0; i <= n; i++)G[i].clear();
 34     e.clear();
 35 }
 36 void addedge(int u, int v, int c, int cost)
 37 {
 38     e.push_back(edge(u, v, c, 0, cost));
 39     e.push_back(edge(v, u, 0, 0, -cost));
 40     int m = e.size();
 41     G[u].push_back(m - 2);
 42     G[v].push_back(m - 1);
 43 }
 44 bool bellman(int s, int t, int& flow, long long & cost)
 45 {
 46     for(int i = 0; i <= n + 1; i++)d[i] = INF;//Bellman算法的初始化
 47     memset(inq, 0, sizeof(inq));
 48     d[s] = 0;inq[s] = 1;//源点s的距离设为0,标记入队
 49     p[s] = 0;a[s] = INF;//源点流量为INF(和之前的最大流算法是一样的)
 50 
 51     queue<int>q;//Bellman算法和增广路算法同步进行,沿着最短路拓展增广路,得出的解一定是最小费用最大流
 52     q.push(s);
 53     while(!q.empty())
 54     {
 55         int u = q.front();
 56         q.pop();
 57         inq[u] = 0;//入队列标记删除
 58         for(int i = 0; i < G[u].size(); i++)
 59         {
 60             edge & now = e[G[u][i]];
 61             int v = now.v;
 62             if(now.c > now.f && d[v] > d[u] + now.cost)
 63                 //now.c > now.f表示这条路还未流满(和最大流一样)
 64                 //d[v] > d[u] + e.cost Bellman 算法中边的松弛
 65             {
 66                 d[v] = d[u] + now.cost;//Bellman 算法边的松弛
 67                 p[v] = G[u][i];//反向记录边的编号
 68                 a[v] = min(a[u], now.c - now.f);//到达v点的水量取决于边剩余的容量和u点的水量
 69                 if(!inq[v]){q.push(v);inq[v] = 1;}//Bellman 算法入队
 70             }
 71         }
 72     }
 73     if(d[t] == INF)return false;//找不到增广路
 74     flow += a[t];//最大流的值,此函数引用flow这个值,最后可以直接求出flow
 75     cost += (long long)d[t] * (long long)a[t];//距离乘上到达汇点的流量就是费用
 76     for(int u = t; u != s; u = e[p[u]].u)//逆向存边
 77     {
 78         e[p[u]].f += a[t];//正向边加上流量
 79         e[p[u] ^ 1].f -= a[t];//反向边减去流量 (和增广路算法一样)
 80     }
 81     return true;
 82 }
 83 int MincostMaxflow(int s, int t, long long & cost)
 84 {
 85     cost = 0;
 86     int flow = 0;
 87     while(bellman(s, t, flow, cost));//由于Bellman函数用的是引用,所以只要一直调用就可以求出flow和cost
 88     return flow;//返回最大流,cost引用可以直接返回最小费用
 89 }
 90 int main()
 91 {
 92     init(n);
 93     addedge(1,2,20,12);
 94     addedge(1,3,16,3);
 95     addedge(3,2,10,6);
 96     addedge(2,4,4,18);
 97     addedge(3,4,20,9);
 98     addedge(2,5,14,3);
 99     addedge(4,5,8,6);
100     ll ans;
101     cout<<MincostMaxflow(1,5,ans)<<endl;//zui da liu liang
102     cout<<ans<<endl;//zui xiao fei yong
103 
104     return 0;
105 }
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